JP2019010866A - 光造形法 - Google Patents
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Abstract
【課題】光造形物の反りを防止できる光造形法を提供する。【解決手段】光造形法は、硬化工程と保持工程とを有している。硬化工程は、容器内の液状の光硬化性樹脂に光を照射し、光が当たった1層分の光硬化性樹脂層を硬化させ、次に硬化した1層目の光硬化性樹脂層の表面側に重ねて2層目の液状の光硬化性樹脂層を供給し、その2層目の液状の光硬化性樹脂層に光を照射し、光が当たった2層目の光硬化性樹脂層を硬化させる、作業をN層まで繰り返し行って、3次元形状の光造形物を形作る。保持工程は、光造形物6を容器内から取り出し、光造形物6の表裏両側にそれぞれ配置した反り抑制部材7,8で光造形物6を表裏両側から挟み込んだ状態で保持する。【選択図】図2
Description
この発明は、光硬化性樹脂に光を照射して光造形物を製造する光造形法に関するものである。
従来から知られている光造形法は、硬化工程において、容器内の液状の光硬化性樹脂に光(例えば、レーザー光)を照射し、光が当たった造形テーブル上の1層分の光硬化性樹脂を硬化させ、次に造形テーブルを移動させて硬化した1層目の光硬化性樹脂の上に2層目の液状の光硬化性樹脂を供給し、その2層目の液状の光硬化性樹脂に光を照射し、光が当たった2層目の光硬化性樹脂を硬化させ、このような作業をN層まで繰り返し行って、所望の3次元形状の光造形物を形作るようになっている。
図10(a)は、光造形法の硬化工程によって製造される光造形物100の断面形状を示すものである。この図10(a)に示すような光造形物100は、光硬化性樹脂層101が多数積層されたものであり、硬化工程の直後において、未硬化樹脂を含有している。そのため、光造形法は、硬化工程で製造された光造形物100を容器内から取り出した後、その光造形物100の未硬化樹脂の硬化が経時で進行することがある。
図10(b)は、光造形法の硬化工程を終了した後、硬化が経時で進行した光造形物100の断面形状を示すものである。この図10(b)に示すように、硬化工程を終了した光造形物100は、最終硬化層(最終の光硬化性樹脂層(N層))101n側が凹むような反りを生じる。このような光造形物100の反りは、最終硬化層101n及びその近傍の光硬化性樹脂層への光照射量が他層への光照射量よりも不足しており、最終硬化層101n及びその近傍の光硬化性樹脂層に多くの未硬化樹脂が含まれているため、未硬化樹脂が経時で硬化して収縮することが原因になっている。そこで、このような光造形物100の反りを防止するための技術が開発された。すなわち、従来の光造形物100の反り防止技術は、最終硬化層101nを形成する際に照射される光103の照射エネルギー量を、それ以前の光硬化性樹脂層を形成する際に照射される光103の照射エネルギーよりも大きくして、最終硬化層101n及びその近傍の光硬化性樹脂層の未硬化樹脂の量とそれ以前の光硬化性樹脂層の未硬化樹脂の量を同程度にし、各光硬化性樹脂層の収縮を均等化して、光造形物100の反りを防止しようとする技術である(特許文献1参照)。
しかしながら、従来の光造形物100の反り防止技術は、最終硬化層101nに照射する光103の照射エネルギーの量の調整が難しく、光造形物100の反り抑制効果が不十分であるという問題があった。
そこで、本発明は、光造形物の反りを抑制できる光造形法の提供を目的とする。
本発明に係る光造形法は、
容器1内の液状の光硬化性樹脂2に光5を照射し、光5が当たった1層分の光硬化性樹脂層2a1を硬化させ、次に硬化した1層目の前記光硬化性樹脂層2a1の表面側に重ねて2層目の液状の前記光硬化性樹脂層2a2を供給し、その2層目の液状の光硬化性樹脂層2a2に光5を照射し、光5が当たった2層目の光硬化性樹脂層2a2を硬化させる、作業をN層まで繰り返し行って、3次元形状の光造形物6を形作る硬化工程と、
前記光造形物6を前記容器1内から取り出し、前記光造形物6の表裏両側にそれぞれ配置した反り抑制部材7,8で前記光造形物6を表裏両側から挟み込んだ状態で保持する保持工程と、を有している。
容器1内の液状の光硬化性樹脂2に光5を照射し、光5が当たった1層分の光硬化性樹脂層2a1を硬化させ、次に硬化した1層目の前記光硬化性樹脂層2a1の表面側に重ねて2層目の液状の前記光硬化性樹脂層2a2を供給し、その2層目の液状の光硬化性樹脂層2a2に光5を照射し、光5が当たった2層目の光硬化性樹脂層2a2を硬化させる、作業をN層まで繰り返し行って、3次元形状の光造形物6を形作る硬化工程と、
前記光造形物6を前記容器1内から取り出し、前記光造形物6の表裏両側にそれぞれ配置した反り抑制部材7,8で前記光造形物6を表裏両側から挟み込んだ状態で保持する保持工程と、を有している。
本発明に係る光造形法によれば、硬化工程で形作られた光造形物を表裏両面から反り抑制部材によって挟み込んだ状態で保持することにより、光造形物6の反りを抑制できるため、光造形物6を高精度に製造できる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づき詳述する。
[第1実施形態]
図1は、本発明の第1実施形態に係る光造形法の硬化工程を示す図である。この図1に示すように、本実施形態に係る光造形法は、容器1内に液状の光硬化性樹脂2(例えば、エポキシ系樹脂、アクリレート系樹脂)を入れ、容器1内を昇降する造形テーブル3上に1層分の液状の光硬化性樹脂層2a1を位置させる(図1(a))。
図1は、本発明の第1実施形態に係る光造形法の硬化工程を示す図である。この図1に示すように、本実施形態に係る光造形法は、容器1内に液状の光硬化性樹脂2(例えば、エポキシ系樹脂、アクリレート系樹脂)を入れ、容器1内を昇降する造形テーブル3上に1層分の液状の光硬化性樹脂層2a1を位置させる(図1(a))。
次に、本実施形態に係る光造形法は、造形テーブル3上の液状の光硬化性樹脂層2a1に光照射手段4から光5(例えば、レーザー光)を照射し、光5が当たった造形テーブル3上の1層分の光硬化性樹脂層2a1を硬化させる(図1(b))。
次に、本実施形態に係る光造形法は、造形テーブル3を降下させ、硬化した1層目の光硬化性樹脂層2a1の上に2層目の液状の光硬化性樹脂層2a2を供給し、その2層目の液状の光硬化性樹脂層2a2に光5を照射し、光5が当たった2層目の光硬化性樹脂層2a2を硬化させる(図1(c))。
そして、本実施形態に係る光造形法は、硬化した光硬化性樹脂層2a(n−1)の上に新たな液状の光硬化性樹脂層2anを供給し、その液状の光硬化性樹脂層2anに光5を照射して、液状の光硬化性樹脂層2anを硬化させるという作業を繰り返し行い、複数層(N層)の光硬化性樹脂層2anを積み重ねて、3次元形状の光造形物6を形作るようになっている(図1(d))。
図2は、本発明の実施形態に係る光造形法の保持工程を示す図である。なお、図2(a)は保持工程で使用する反り抑制部材7の平面図であり、図2(b)は図2(a)のA1−A1線に沿って切断して示す反り抑制部材7,8の断面図である。
この図2に示すように、本実施形態に係る光造形法の保持工程は、第1段階として、硬化工程で形作られた光造形物6を容器1内から取り出し、その光造形物6の表面6a側(図2(b)の上面側)と裏面6b側(図2(b)の下面側)とに反り抑制部材7,8をそれぞれ配置し、これら反り抑制部材7,8の間に光造形物6を挟み込み、光造形物6を表裏両側の反り抑制部材7,8と共にクリップ等の挟持手段10で挟持する。
反り抑制部材7,8は、例えば、光透過性の樹脂材料(ポリアセタール(POM)、ポリアミド(PA)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリカーボネート(PC)、ポリメタクリル酸メチル等)で形成してもよく、光造形物6に対向する面7a,8aが光造形物6の表面形状を転写したような形状になっている。そして、反り抑制部材7は、光造形物6の表面6aに当接するようになっている。また、反り抑制部材8は、光造形物6の裏面6bに当接するようになっている。また、反り抑制部材7,8は、平面視した形状が矩形形状の光造形物6よりも大きな矩形形状に形成され、光造形物6の外側に均等に張り出すように形成され、光造形物6よりも外側に張り出した部分の4辺の中央部がそれぞれ挟持手段10で挟持されるようになっている。なお、この反り抑制部材7は、その光造形物6に対向する面7aが光造形部6の表面6aの形状を転写したような形状に3Dプリンタによって高精度に形成される。すなわち、反り抑制部材7は、光造形物6の最終硬化層(最上部に位置する光硬化性樹脂層)2anの中央の矩形形状の凹み11に嵌り込む矩形形状の突起12が光造形物6に対向する面7a(下面)に形成され、この突起12の先端面が光造形物6の矩形形状の凹み11の底面11a(最終硬化層2anの直下の光硬化性樹脂層2a(n−1)の上面)に当接し、突起12の周囲の面7aが光造形物6の最終硬化層2anの表面6aに当接している。また、挟持手段10は、図示しないばねのばね力が光造形物6の反りを抑制できる大きさになっている。
次に、光造形法の保持工程は、光造形物6を表裏両側から反り抑制部材7,8で挟持した状態で保持する。これにより、光造形物6は、反りが抑制される。
以上のように、本実施形態に係る光造形法によれば、硬化工程で形作られた光造形物6を反り抑制部材7,8で挟持した状態で保持することにより、光造形物6の反りを抑制できるため、光造形物6を高精度に製造できる。
[第2実施形態]
図3は、本発明の第2実施形態に係る光造形法の保持工程を示す図である。なお、本実施形態に係る光造形法は、硬化工程が第1実施形態に係る光造形法の硬化工程と共通するため、第1実施形態に係る光造形法の説明と重複する説明を省略する。また、図3において、図3(a)は保持工程で使用する反り抑制部材7の平面図であり、図3(b)は図3(a)のA2−A2線に沿って切断して示す反り抑制部材7,8の断面図である。
図3は、本発明の第2実施形態に係る光造形法の保持工程を示す図である。なお、本実施形態に係る光造形法は、硬化工程が第1実施形態に係る光造形法の硬化工程と共通するため、第1実施形態に係る光造形法の説明と重複する説明を省略する。また、図3において、図3(a)は保持工程で使用する反り抑制部材7の平面図であり、図3(b)は図3(a)のA2−A2線に沿って切断して示す反り抑制部材7,8の断面図である。
図3に示す本実施形態に係る光造形法の保持工程は、硬化工程で形作られた光造形物6の表裏両側に配置される反り抑制部材7,8のうちで、光造形物6の表面6a側(図3(b)の上側)に配置される反り抑制部材7と光造形物6との間に、光造形物6の反りを反り抑制部材7と共に抑制する反り抑制補助部材13を配置している。なお、説明の便宜上、光造形物6の表面6a側に配置される反り抑制部材7を第1反り抑制部材7とし、光造形物6の裏面6b側に配置される反り抑制部材8を第2反り抑制部材8とする。
図4は、光造形法の保持工程で使用される反り抑制補助部材13を示す図である。なお、図4(a)は反り抑制補助部材13の平面図であり、図4(b)は反り抑制補助部材13の側面図であり、図4(c)は図4(a)のA3−A3線に沿って切断して示す反り抑制補助部材13の断面図であり、図4(d)は反り抑制補助部材13の裏面図である。
図3及び図4に示すように、反り抑制補助部材13は、平面視した外縁形状が光造形物6と同一の矩形形状である。そして、この反り抑制補助部材13は、第1反り抑制部材7に当接する梁部14と、この梁部14から延びて光造形物6に当接する複数の脚部15と、を有している。梁部14は、光造形物6の外縁に沿って位置する矩形形状の枠部分14aと、枠部分14aの対向するコーナーを接続する一対の筋交い状梁部分14bと、を一体に有している。そして、反り抑制補助部材13は、梁部14の光造形物6に対向する面側(図4(b)、図4(c)の下面側)に、光造形物6に当接する脚部15が複数形成されている。脚部15は、丸棒状に形成され、枠部分14aの各コーナーに位置するように形成されると共に、枠部分14aの隣り合うコーナーの中間位置に形成されている。また、脚部15は、一対の筋交い状梁部分14b,14bが十字状に交差する位置(平面視した反り抑制補助部材13の中心位置)に形成されると共に、光造形物6の矩形状の凹み11の外縁近傍に位置するように一対の筋交い状梁部分14b,14bに形成されている。そして、反り抑制補助部材13は、平面視した場合の中心部分に位置する脚部15が光造形部6の凹み11の底面11aの中央に当接し、他の複数の脚部15が光造形物6の表面6a(図3(b)の上面)に当接するようになっている。
また、反り抑制補助部材13は、梁部14の枠部分14aと一対の筋交い状梁部分14b,14bとの間に三角状の窓(スペース)16が形成され、脚部15の先端が光造形物6の表面6a側(上面側)に当接した状態において、梁部14と光造形物6との間に隙間17が生じるようになっている。なお、このような反り抑制補助部材13は、脚部15の先端が正確に光造形物6に当接するように、3Dプリンタによって高精度に形成される。
このような本実施形態に係る光造形法の保持工程において、硬化工程で形作られた光造形物6は、裏面6b側(下面側)が第2反り抑制部材8に隙間無く当接し、表面6a側(上面側)が反り抑制補助部材13の複数の脚部15に隙間無く当接している。そして、反り抑制補助部材13は、梁部14が第1反り抑制部材7に当接している。このような状態において、硬化工程において形作られた光造形物6は、第1反り抑制部材7と第2反り抑制部材8がクリップ等の挟持手段10によって挟持されることにより、クリップ等の挟持手段10の挟持力が第1反り抑制部材7及び反り抑制補助部材13を介して作用すると共に、クリップ等の挟持手段10の挟持力が第2反り抑制部材8を介して作用し、クリップ等の挟持手段10の挟持力によって反りが抑制される。
以上のように、本実施形態に係る光造形法によれば、硬化工程で形作られた光造形物6を第1反り抑制部材7及び反り抑制補助部材13と第2反り抑制部材8で挟持し、光造形物6の反りを抑制した状態で光造形物6を保持するようになっているため、光造形物6を高精度に製造できる。
また、本実施形態に係る光造形法によれば、表面形状が異なる複数種の光造形物6を製造する場合、反り抑制補助部材13のみを光造形物6の形状に応じて3Dプリンタで形成することにより、第1反り抑制部材7及び第2反り抑制部材8を複数種の光造形物6の製造に共通して使用することが可能であり、第1反り抑制部材7の全体を光造形物6の形状に応じて形成する場合と比較し、光造形物6の製造コストを低減することができる。
なお、本実施形態に係る光造形法は、光造形物6と第1反り抑制部材7との間にのみ反り抑制補助部材13を配置する構成を例示したが、光造形物6の裏面6b側(下面側)にも凹凸部が形成される場合、光造形物6と第2反り抑制部材8との間にも反り抑制補助部材13を配置してもよい。
[第3実施形態]
図5は、本発明の第3実施形態に係る光造形法の保持工程を示す図である。なお、本実施形態に係る光造形法は、硬化工程が第1実施形態に係る光造形法の硬化工程と共通するため、第1実施形態に係る光造形法の説明と重複する説明を省略する。また、図5において、図5(a)は保持工程で使用する反り抑制部材7の平面図であり、図5(b)は図5(a)のA4−A4線に沿って切断して示す反り抑制部材7,8の断面図である。また、本実施形態において、光造形物6は、外縁形状が円形で、且つ、中央部に貫通孔18を有するドーナツ形状に形成されている。
図5は、本発明の第3実施形態に係る光造形法の保持工程を示す図である。なお、本実施形態に係る光造形法は、硬化工程が第1実施形態に係る光造形法の硬化工程と共通するため、第1実施形態に係る光造形法の説明と重複する説明を省略する。また、図5において、図5(a)は保持工程で使用する反り抑制部材7の平面図であり、図5(b)は図5(a)のA4−A4線に沿って切断して示す反り抑制部材7,8の断面図である。また、本実施形態において、光造形物6は、外縁形状が円形で、且つ、中央部に貫通孔18を有するドーナツ形状に形成されている。
図5に示す本実施形態に係る光造形法の保持工程において、硬化工程で形作られた光造形物6の表裏両面(6a,6b)側に配置される反り抑制部材7,8のうちで、光造形物6の表面6a側に配置される反り抑制部材7を第1反り抑制部材7とし、光造形物6の裏面6b側に配置される反り抑制部材8を第2反り抑制部材8とする。
図5に示すように、第1反り抑制部材7は、平面視した形状が矩形形状であり、光造形物6の外方に張り出すような大きさに形成され、下側の面(下面)7aの中央に形成された丸棒状突起20が光造形物6の貫通孔18に挿入された状態で、下面7aが光造形物6の表面6aに当接するようになっている。第1反り抑制部材7の丸棒状突起20は、先端(下端)が第2反り抑制部材8に当接するか、又は先端と第2反り抑制部材8との間に僅かな隙間が生じる長さに形成されている。そして、第2反り抑制部材8は、第1反り抑制部材7の丸棒状突起20を取り除いた形状になっている。
本実施形態に係る光造形法の保持工程によれば、硬化工程で形作られたドーナツ形状の光造形物6を第1反り抑制部材7と第2反り抑制部材8とで挟み、第1反り抑制部材7、光造形物6、及び第2反り抑制部材8に挟持手段10の挟持力を加えることにより、光造形物6の反りを抑制した状態で光造形物6を保持することができるため、光造形物6を高精度に製造できる。
[第4実施形態]
図6は、本発明の第4実施形態に係る光造形法の保持工程を示す図である。なお、本実施形態に係る光造形法は、硬化工程が第1実施形態に係る光造形法の硬化工程と共通するため、第1実施形態に係る光造形法の説明と重複する説明を省略する。また、図6において、図6(a)は保持工程で使用する反り抑制部材7の平面図であり、図6(b)は図6(a)のA5−A5線に沿って切断して示す反り抑制部材7,8の断面図である。また、本実施形態において、光造形物6は、外縁形状が矩形形状で、且つ、中央部に矩形形状の貫通孔21を有する額縁形状に形成されている。
図6は、本発明の第4実施形態に係る光造形法の保持工程を示す図である。なお、本実施形態に係る光造形法は、硬化工程が第1実施形態に係る光造形法の硬化工程と共通するため、第1実施形態に係る光造形法の説明と重複する説明を省略する。また、図6において、図6(a)は保持工程で使用する反り抑制部材7の平面図であり、図6(b)は図6(a)のA5−A5線に沿って切断して示す反り抑制部材7,8の断面図である。また、本実施形態において、光造形物6は、外縁形状が矩形形状で、且つ、中央部に矩形形状の貫通孔21を有する額縁形状に形成されている。
図6に示す本実施形態に係る光造形法の保持工程において、硬化工程で形作られた光造形物6の表裏両面(6a,6b)側に配置される反り抑制部材7,8のうちで、光造形物6の表面6a側に配置される反り抑制部材7を第1反り抑制部材7とし、光造形物6の裏面6b側に配置される反り抑制部材8を第2反り抑制部材8とする。
図6に示すように、第1反り抑制部材7は、平面視した形状が矩形形状であり、光造形物6の外方に張り出すような大きさに形成され、下面7aの中央に形成された角棒状突起22が光造形物6の矩形形状の貫通孔21に挿入された状態で、下面7aが光造形物6の表面6aに当接するようになっている。第1反り抑制部材7の角棒状突起22は、先端(下端)が第2反り抑制部材8に当接するか、又は先端と第2反り抑制部材8との間に僅かな隙間が生じる長さに形成されている。そして、第2反り抑制部材8は、第1反り抑制部材7の角棒状突起22を取り除いた形状になっている。
本実施形態に係る光造形法の保持工程によれば、硬化工程で形作られた額縁形状の光造形物6を第1反り抑制部材7と第2反り抑制部材8とで挟み、第1反り抑制部材7、光造形物6、及び第2反り抑制部材8に挟持手段10の挟持力を加えることにより、光造形物6の反りを抑制した状態で光造形物6を保持することができるため、光造形物6を高精度に製造できる。
[第5実施形態]
図7は、本発明の第5実施形態に係る光造形法の保持工程を示す図である。なお、本実施形態に係る光造形法は、硬化工程が第1実施形態に係る光造形法の硬化工程と共通するため、第1実施形態に係る光造形法の説明と重複する説明を省略する。また、図7において、図7(a)は保持工程で使用する反り抑制部材7の平面図であり、図7(b)は図7(a)のA6−A6線に沿って切断して示す反り抑制部材7,8の断面図である。また、本実施形態において、光造形物6は、外縁形状が円形で、且つ、球の一部を切り取ったような球面状突起23が中央部の表面6a側に形成されている。
図7は、本発明の第5実施形態に係る光造形法の保持工程を示す図である。なお、本実施形態に係る光造形法は、硬化工程が第1実施形態に係る光造形法の硬化工程と共通するため、第1実施形態に係る光造形法の説明と重複する説明を省略する。また、図7において、図7(a)は保持工程で使用する反り抑制部材7の平面図であり、図7(b)は図7(a)のA6−A6線に沿って切断して示す反り抑制部材7,8の断面図である。また、本実施形態において、光造形物6は、外縁形状が円形で、且つ、球の一部を切り取ったような球面状突起23が中央部の表面6a側に形成されている。
図7に示す本実施形態に係る光造形法の保持工程において、硬化工程で形作られた光造形物6の表裏両面(6a,6b)側に配置される反り抑制部材7,8のうちで、光造形物6の表面6a側に配置される反り抑制部材7を第1反り抑制部材7とし、光造形物6の裏面6b側に配置される反り抑制部材8を第2反り抑制部材8とする。
図7に示すように、第1反り抑制部材7は、平面視した形状が矩形形状であり、光造形物6の外方に張り出すような大きさに形成され、下面7aの中央に形成された球面状凹所24が光造形物6の球面状突起23に係合された状態で、下面7aが光造形物6の表面6aに当接するようになっている。第1反り抑制部材7の球面状凹所24は、光造形物6の球面状突起23を転写したような形状になっており、光造形物6の球面状突起23に当接するか、又は光造形物6の球面状突起23との間に僅かな隙間が生じる大きさに形成されている。そして、第2反り抑制部材8は、第1反り抑制部材7の球面状凹所24を省略した形状になっている。
本実施形態に係る光造形法の保持工程によれば、硬化工程で形作られた光造形物6を第1反り抑制部材7と第2反り抑制部材8とで挟み、第1反り抑制部材7、光造形物6、及び第2反り抑制部材8に挟持手段10の挟持力を加えることにより、光造形物6の反りを抑制した状態で光造形物6を保持することができるため、光造形物6を高精度に製造できる。
[第6実施形態]
図8は、本発明の第6実施形態に係る光造形法の保持工程を示す図である。なお、本実施形態に係る光造形法は、硬化工程が第1実施形態に係る光造形法の硬化工程と共通するため、第1実施形態に係る光造形法の説明と重複する説明を省略する。また、図8において、図8(a)は保持工程で使用する反り抑制部材7の平面図であり、図8(b)は図8(a)のA7−A7線に沿って切断して示す反り抑制部材7、反り抑制補助部材13、光造形物6、及び反り抑制部材8の断面図である。
図8は、本発明の第6実施形態に係る光造形法の保持工程を示す図である。なお、本実施形態に係る光造形法は、硬化工程が第1実施形態に係る光造形法の硬化工程と共通するため、第1実施形態に係る光造形法の説明と重複する説明を省略する。また、図8において、図8(a)は保持工程で使用する反り抑制部材7の平面図であり、図8(b)は図8(a)のA7−A7線に沿って切断して示す反り抑制部材7、反り抑制補助部材13、光造形物6、及び反り抑制部材8の断面図である。
図8に示す本実施形態に係る光造形法の保持工程は、硬化工程で形作られたドーナツ形状の光造形物6の表裏両面(6a,6b)側に配置される反り抑制部材7,8のうちで、光造形物6の表面6a側(図8(b)の上側)に配置される反り抑制部材7と光造形物6との間に、光造形物6の反りを反り抑制部材7と共に抑制する反り抑制補助部材13を配置している。なお、説明の便宜上、光造形物6の表面6a側に配置される反り抑制部材7を第1反り抑制部材7とし、光造形物6の裏面6b側に配置される反り抑制部材8を第2反り抑制部材8とする。また、光造形物6は、突起25が表面6a側の周方向に沿って(貫通孔18の中心26と同心の円27上に)等間隔に4箇所形成されている。
図8に示すように、反り抑制補助部材13は、平面視した外縁形状が光造形物6と同一の円形形状である。そして、この反り抑制補助部材13は、第1反り抑制部材7に当接する円板状の梁部14と、この梁部14から延びて光造形物6に当接する複数の丸棒状の脚部15と、を有している。反り抑制補助部材13の脚部15は、梁部14の光造形物6に対向する面側の周方向に沿って(光造形物6の貫通孔18の中心26と同心の円27上に)等間隔に8箇所形成されている。この8箇所の脚部15は、光造形物6の突起25に当接する第1脚部15aと、光造形物6の突起25,25間の表面6aに当接する第2脚部15bとが交互に配置されている。なお、反り抑制補助部材13は、脚部15の先端が正確に光造形物6に当接するように、3Dプリンタによって高精度に形成される。また、反り抑制補助部材13の脚部15の形状及び個数は、本実施形態に限定されず、光造形物6の突起25の形状及び個数等に応じ、最適の形状及び個数が決定される。また、隣り合う脚部15,15間には、隙間17が形成されている。
このような本実施形態に係る光造形法の保持工程において、硬化工程で形作られた光造形物6は、裏面6b側(下面側)が第2反り抑制部材8に隙間無く当接し、表面6a側(上面側)が反り抑制補助部材13の複数の脚部15に隙間無く当接している。そして、反り抑制補助部材13は、梁部14が第1反り抑制部材7に当接している。このような状態において、硬化工程において形作られた光造形物6は、第1反り抑制部材7と第2反り抑制部材8がクリップ等の挟持手段10によって挟持されることにより、クリップ等の挟持手段10の挟持力が第1反り抑制部材7及び反り抑制補助部材13を介して作用すると共に、クリップ等の挟持手段10の挟持力が第2反り抑制部材8を介して作用し、クリップ等の挟持手段10の挟持力によって反りが抑制される。
以上のように、本実施形態に係る光造形法によれば、硬化工程で形作られた光造形物6を第1反り抑制部材7及び反り抑制補助部材13と第2反り抑制部材8で挟持し、光造形物6の反りを抑制した状態で光造形物6を保持するようになっているため、光造形物6を高精度に製造できる。
また、本実施形態に係る光造形法によれば、表面形状が異なる複数種の光造形物6を製造する場合、反り抑制補助部材13のみを光造形物6の形状に応じて3Dプリンタで形成することにより、第1反り抑制部材7及び第2反り抑制部材8を複数種の光造形物6の製造に共通して使用することが可能であり、第1反り抑制部材7の全体を光造形物6の形状に応じて形成する場合と比較し、光造形物6の製造コストを低減することができる。
[第7実施形態]
図9は、本発明の第7実施形態に係る光造形法の保持工程を示す図であり、第6実施形態に係る光造形法の保持工程の変形例を示す図である。なお、本実施形態に係る光造形法は、硬化工程が第1実施形態に係る光造形法の硬化工程と共通するため、第1実施形態に係る光造形法の説明と重複する説明を省略する。また、図9において、図9(a)は保持工程で使用する反り抑制部材7の平面図であり、図9(b)は図9(a)のA8−A8線に沿って切断して示す反り抑制部材7、反り抑制補助部材13、光造形物6、反り抑制補助部材13、及び反り抑制部材8の断面図である。
図9は、本発明の第7実施形態に係る光造形法の保持工程を示す図であり、第6実施形態に係る光造形法の保持工程の変形例を示す図である。なお、本実施形態に係る光造形法は、硬化工程が第1実施形態に係る光造形法の硬化工程と共通するため、第1実施形態に係る光造形法の説明と重複する説明を省略する。また、図9において、図9(a)は保持工程で使用する反り抑制部材7の平面図であり、図9(b)は図9(a)のA8−A8線に沿って切断して示す反り抑制部材7、反り抑制補助部材13、光造形物6、反り抑制補助部材13、及び反り抑制部材8の断面図である。
本実施形態に係る光造形法は、光造形物6の表裏両面(6a,6b)に同一の突起25が同数形成されている場合、光造形物6と第1反り抑制部材7との間に第1の反り抑制補助部材13を配置し、光造形物6と第2反り抑制部材8との間に第2の反り抑制補助部材13を配置してもよい。
このような本実施形態に係る光造形法によれば、第6実施形態に係る光造形法と同様の効果を得ることができる。
1……容器、2……光硬化性樹脂、2a1,2a2……光硬化性樹脂層、5……光(レーザー光)、6……光造形物、7,8……反り抑制部材
Claims (2)
- 容器内の液状の光硬化性樹脂に光を照射し、光が当たった1層分の前記光硬化性樹脂を硬化させ、次に硬化した1層目の前記光硬化性樹脂の表面側に重ねて2層目の液状の前記光硬化性樹脂を供給し、その2層目の液状の光硬化性樹脂に光を照射し、光が当たった2層目の光硬化性樹脂を硬化させる、作業をN層まで繰り返し行って、3次元形状の光造形物を形作る硬化工程と、
前記光造形物を前記容器内から取り出し、前記光造形物の表裏両側にそれぞれ配置した反り抑制部材で前記光造形物を表裏両側から挟み込んだ状態で保持する保持工程と、
を有することを特徴とする光造形法。 - 前記光造形物の表裏両側にそれぞれ配置した前記反り抑制部材のうちの少なくとも一方と前記光造形物との間には、さらに反り抑制補助部材を配置し、
前記反り抑制保持部材は、前記反り抑制部材の少なくとも一方に当接する梁部と、前記梁部から延びて前記光造形物に当接する複数の脚部と、を有し、
前記梁部と前記光造形物との間には、隙間を有する、
ことを特徴とする請求項1に記載の光造形法。
Priority Applications (1)
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JPH08252866A (ja) * | 1995-03-16 | 1996-10-01 | Toshiba Corp | 光造形方法及びポストキュア装置 |
JP2000211033A (ja) * | 1999-01-26 | 2000-08-02 | Ntt Data Cmet Kk | 光造形法 |
-
2018
- 2018-05-11 JP JP2018092011A patent/JP2019010866A/ja active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH08252866A (ja) * | 1995-03-16 | 1996-10-01 | Toshiba Corp | 光造形方法及びポストキュア装置 |
JP2000211033A (ja) * | 1999-01-26 | 2000-08-02 | Ntt Data Cmet Kk | 光造形法 |
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